Микросхема ULN2003A – это набор из семи пар транзисторов, внутри пары используется схема включения Дарлингтона. Чтобы он мог работать с индуктивными нагрузками, предусмотрены обратные диоды. Выпускают ULN2003A в корпусах PDIP-16, SOIC-16, SOP-16 и TSSOP-16. Это устройство обычно используют в схемах управления реле, ламповыми и светодиодными дисплеев, шаговыми электродвигателями. Способен выдерживать большие токи и напряжения.
Технические характеристики
Перечислим основные технические характеристики микросхемы ULN2003A. Все они были измерены при температуре +25°С. Для ULN2003A они равны:
- максимальная выходная разность потенциалов Vo = 50 В;
- предельно допустимая входная разность потенциалов Vin = 30 В;
- наибольший ток через коллектор Ic = 500 мА;
- максимальный базовый ток Ib = 25 мА;
- наибольшая температура кристалла 150°С.
Схемы включения
Схема канала ULN2003A
Любой канал ULN2003A имеет два транзистора, подключённых по схеме Дарлингтона, резистор 2,7 кОм, который ограничивает ток через базу и два резистора 7,2 кОм и 3 кОм, нужные для защиты транзисторов от открывания их обратным коллекторным током. Также в схеме присутствуют три диода. Один защищает вход, а два других выход устройства от отрицательной разности потенциалов и превышения напряжения.
Использование в качестве драйвера нагрузки
Кроме этого ULN2003A часто используют в качестве драйвера нагрузок. Эта микросхема рассчитана на управление от устройств TTL-логики (3,3 В) и низковольтной К-МОП. Входы и выходы рассматриваемой микросхемы расположены друг против друга, это очень удобно и позволяет просто спроектировать и развести печатную плату.
Схема с объединением каналов
Для увеличения надёжности устройства можно объединять каналы. Это особенно актуально, когда нет необходимости управлять одновременно семью нагрузками. Ниже приведена схема управления электрическим двигателем, в которой первый и второй используются для подключения первой обмотки, третий и четвёртый для управления второй обмоткой, а пятый, шестой и седьмой для третей.
Управление шаговым двигателем на ULN2003A
Кроме этого ULN2003A часто используется для подключения и управления двигателем. Управляющие сигналы можно получать с Arduino, а к выходу микросхемы требуется подключить сам привод. Пример такого подключения можно увидеть на рисунке.
Генератор на микросхеме ULN2003A
При наличии микросхемы ULN2003A можно собрать светозвуковой генератор.
В него входят:
- низкочастотный мультивибратор;
- тональный мультивибратор;
- буферного каскада и выходной усилитель.
В низкочастотном генераторе в качестве нагрузки использованы лампы EL1 и EL2. Вместо них также можно применить светодиоды, включая их последовательно с ограничивающими резисторами. В качестве нагрузки, если не нужна световая индикация, можно установить резистор сопротивлением 1 кОм. Управлять частотой переключения плеч можно с помощью резистора R2.
Тональный генератор собран по той же схеме симметричного мультивибратора. Его частоту регулируют переменным резистором R4. Также она зависит от текущего состояния низкочастотного генератора, в то время, когда транзистор VT1.2 закрыт, частота тонального мультивибратора выше.
Цепь, состоящая из переменного резистора R8 и постоянного R9, позволяет разнообразить звуки, выдаваемые генератором.
Усилительный каскад сделан на параллельно соединённых транзисторах VT1.6 и VT1.7. Напрямую к выходу можно подключить телефонный капсюль или динамическую головку мощностью выше 3 Вт и сопротивлением более 16 Ом. При наличии динамической головки сопротивлением от 4 до 8 Ом, её требуется подключить через трансформатор. Так как в микросхеме предусмотрены защитные диоды, устанавливать диод параллельно динамику не требуется.
В конструкции можно использовать телефонные капсюли сопротивлением выше 32 Ом, это могут быть DR-03 или TK85-1. Трансформатор можно использовать выходное от старого радиоприёмника или от радиотрансляционного громкоговорителя.
Лампы накаливания можно использовать любые, рассчитанные на напряжение от 12 до 13,5 В и ток более 0,068 А. Подойдут, например, лампы накаливания из ёлочных гирлянд, на 13,5 В и 0,16А, но при этом требуется в пять раз увеличить сопротивление резисторов R1, R2 и R3, и во столько же раз увеличить ёмкость конденсаторов С1, С2 и С3.
Также в конструкции используются переменные резисторы СП1-4, СП3-4 или СП3-33-32, оксидные конденсаторы типа К50-35, К50-68 или К50-24. В качестве неполярных устанавливают К10-17, К73-17 или К73-24.
Вместо микросхемы ULN2003A можно любые из серии ULN2003. Также можно попробовать ULN2001 или ULN2004.
Аналоги
Назовём аналоги ULN2003A: MC1413L, KID65003AP. Есть также отечественный аналог К1109КТ22.
